Учебное пособие по медицине катастроф для студентов медицинских и стоматологического факультетов.

В пособии приведены характерные клинические проявления при различных по тяжести, локализации и виду повреждениях. Описаны оптимальные лечебно-эвакуационные мероприятия по оказанию первой врачебной и квалифицированной хирургической помощи в чрезвычайных ситуациях. Приведенные данные могут быть использованы формированиями службы медицины катастроф всех уровней.

Пособие подготовлено по материалам методических рекомендаций «Стандарты оказания первой врачебной и квалифицированной хирургической помощи пораженным в условиях ЧС».

Язык – русский. Издание 2.

Копирование и распространение в любом виде полного издания или

части материалов возможно только с разрешения автора.

Последние десятилетия характеризуются расширением масштабов использования радиоактивных веществ (РВ) во многих отраслях народного хозяйства (энергетике, промышленности, строительстве, медицине и др.) как в различных странах мира, так и на Украине. В связи с этим возрастает риск воздействия источников ионизирующего излучения на профессиональные контингенты, имеющими контакт с ними, а при утечке РВ в окружающую среду – на население.

Знание основ дозиметрии ионизирующих излучений, радиационной биологии, оказания помощи и профилактики радиационных поражений могло бы снизить число ошибок в после аварийной ситуации, а может быть, и вовсе их исключить.

Характеристика радиационно-опасных объектов

и возможных аварий на них.

Все предприятия атомной промышленности условно можно разделить на 2 вида:

• Сырьевые (добыча, обогащение естественных радиоактивных элементов и получение ядерного топлива).

• Предприятия и установки по получению ядерной энергии, радиоактивных изотопов и переработке облученных материалов (реакторы, заводы и лаборатории).

Важнейшая особенность этих предприятий – наличие как в сырье, так и в готовой продукции радиоактивных изотопов.

При авариях на атомных реакторах могут возникнуть разрушения конструкций, технологических линий, пожар, выход в окружающую среду РВ (радионуклидов), а также облучение людей смешанным гамма - нейтронным потоком и поступление РВ в органы дыхания, в пищеварительный тракт, попадание их на кожные покровы и слизистые оболочки.

Загрязнение внешней среды РВ возможно и в других ситуациях: при нарушении условий добычи, хранения, транспортировки и использования РВ-источников (урановая и радиохимическая промышленность, радионуклидные лаборатории, места захоронения РВ отходов и др.).

Атомная электростанция является одним из предприятий ядерного топливного цикла, на котором процесс расщепления атомов топлива используется для производства электроэнергии.

В подавляющем большинстве АЭС паротурбинные. От тепловых электростанций они отличаются тем, что вместо парогенератора с топкой они имеют ядерный реактор, в котором энергия деления ядер урана превращается в тепловую, отдаваемую теплоносителю первого контура, чаще всего воде. В теплообменнике (парогенераторе) этот теплоноситель передает тепловую энергию рабочему телу (воде) второго энергопроизводящего контура, в результате чего рабочее тело (вода) испаряется, а полученный водяной пар направляется в паровую турбину. В некоторых случаях, в частности, когда реактор охлаждается жидким металлом, между первым и вторым контурами из соображений безопасности вводится еще один промежуточный контур с каким либо теплоносителем.

Ядерный реактор – установка, в которой происходит управляемая цепная реакция деления атомных ядер, сопровождающаяся выделением энергии.

По конструкции (типу активной зоны) ядерные реакторы делятся:

• Гомогенные – активная зона которых представляет собой гомогенную смесь ядерного топлива с замедлителем. Отличительная черта такого реактора – отсутствие тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ): ядерное топливо и сырье для воспроизводства (уран, торий, плутоний) могут находиться в активной зоне реактора в виде раствора солей в обычной или тяжелой воде или в диспергированном твердом замедлителе (например, графите).

• Гетерогенные – в которых горючее конструктивно отделено от других элементов и материалов активной зоны. Ядерное топливо распределено в активной зоне дискретно в виде блоков, между которыми находится теплоноситель или замедлитель. Наличие ТВЭЛ-блоков с ядерным топливом (сборки, кассеты) - признак гетерогенного реактора. ТВЭЛы могут иметь самую разнообразную конструктивную форму (стержень круглого, крестообразного или кольцевого сечения, пластина и др.), но во всех случаях существует четкая граница между ядерным топливом, замедлителем и теплоносителем.

Основная часть действующих и строящихся атомных электростанций имеют водно-водяные энергетические реакторы корпусного типа (ВВЭР-440, ВВЭР-1000) и гетерогенные уран-графитовые реакторы канального типа (РБМК-1000), которые размещаются в районах с достаточно высокой плотностью населения.

Составными частями любого ядерного реактора являются:

1. Активная зона - пространство, в котором осуществляется контролируемая цепная реакция деления ядер тяжелых элементов (урана, плутония).

Активная зона содержит:

а) делящееся вещество, которое чаще всего выполняется в виде блоков или стержней;

б) замедлитель, если реакция в основном производится медленными нейтронами (в реакторах на быстрых нейтронах замедлитель отсутствует);

в) теплоноситель для отвода выделяющегося в результате реакции тепла;

г) элементы, приборы и устройства систем управления, контроля и защиты реактора.

С физической точки зрения наилучшая форма активной зоны - шар, однако по конструктивным соображениям ее выполняют чаще всего в виде цилиндра.

2. Теплоноситель - жидкое или газообразное вещество, пропускаемое через активную зону реактора и выносящее из него тепло, выделяющееся в результате реакции деления ядер. В тепловых реакторах в качестве теплоносителя используют воду (обычную и тяжелую), водяной пар, органические жидкости, двуокись углерода; в быстрых реакторах - жидкие металлы (в основном натрий), газы (водяной пар, гелий). Часто теплоносителем служит жидкость, являющаяся одновременно и замедлителем.

3. Система управления и регулирования цепной реакции.

4. Система биологической защиты, предохраняющая обслуживающий персонал от воздействия ионизирующего излучения.

Общие представления о возможных авариях на АЭС.

В широком смысле слова радиационными авариями принято называть происшествия, связанные с потерей контроля над источником ионизирующего излучения, в результате чего происходит выход радиоактивных продуктов за защитные барьеры в количестве, превышающем установленные нормативы, что может привести к облучению персонала, а при определенных ситуациях – и части населения.

Аварии на АЭС подразделяются:

Радиационная авария – это нарушение пределов безопасной эксплуатации, при котором произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующего излучения за предусмотренные границы в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации установки, оборудования или устройства, содержащих источники ионизирующего излучения.

Ядерная авария – это авария, связанная с повреждением тепловыделяющих элементов ядерного реактора или критической сборки и сопровождающаяся аварийным облучением людей, образованием критической массы при перезагрузке, транспортировке и хранении элементов с ядерным топливом, нарушением теплоотвода от тепловыделяющих элементов.

Причинами, приводящими к аварийному выбросу радиоактивных продуктов из реактора в окружающую среду, могут быть избыток радиоактивности, утечка теплоносителя, разрыв теплопровода, кипение теплоносителя и т.д.

Авария с полным разрушением ядерного реактора может произойти в результате стихийного бедствия, падения летательного аппарата на сооружения АЭС, воздействия взрыва обычных боеприпасов и др. Она сопровождается разрывом крупных трубопроводов с теплоносителем, повреждениями реактора и гермозон, отказом систем управления и защиты, что вызывает мгновенную потерю герметичности конструкций реактора, полное оплавление тепловыделяющих элементов и выброс РВ с потоками пара в окружающую среду. Одновременно возможен разброс радиоактивных осколков конструкций топливно-выделительных элементов, что в дальнейшем учитывается при ведении спасательных и неотложных аварийно-спасательных работ.

По границе распространения радионуклидов принято различать три типа аварий:

1 тип – локальная авария – характеризуется воздействием радиационных факторов в пределах одного здания или сооружения. При таких авариях требуется лишь защита персонала АЭС.

2 тип – местная авария – характеризуется ограниченным распространением радионуклидов в пределах площадки АЭС. При таких авариях проводятся мероприятия по защите персонала.

3 тип – общая авария – характеризуется распространением радионуклидов за пределы площадки АЭС, что требует проведения мероприятий по защите не только персонала, но и населения.

При ядерной аварии реактора 3-го типа радиоактивные выбросы могут состоять из двух компонентов:

• газоаэрозольного, в состав которого входят летучие радионуклиды (радиоизотопы криптона, ксенона, йода, теллура).

• топливного в виде мелкодисперсной пыли, в состав которой входят радиоизотопы молибдена, циркония, цезия, плутония и стронция.

Если в результате радиационной аварии на АЭС произошел выброс в окружающую среду свежих продуктов деления, то в первые дни и месяцы после аварии наибольший вклад в суммарную активность продуктов деления вносят короткоживущие радионуклиды (продукты деления и наведенной активности состоят из смеси короткоживущих и долгоживущих радионуклидов), в частности радиоизотопного йода. Через год значительный вклад в суммарную активность будут вносить радионуклиды с периодом полураспада, а через 10 лет и более – радионуклиды с большим периодом полураспада 30 и более лет.

Последствия аварий и разрушений объектов с ядерными компонентами характеризуются, прежде всего, масштабами радиоактивного загрязнения окружающей среды и облучения населения. Они зависят от геофизических параметров атмосферы, определяющих скорость разбавления выброса, от размещения людей, животных, сельскохозяйственных угодий, жилых, общественных мероприятий и ряда других факторов.

К основным факторам, обусловливающим радиационную обстановку при ядерной аварии на АЭС, относятся:

• характер поступления радиоактивных веществ в окружающую среду при аварийном выбросе;

• общее количество радиоактивных веществ, поступивших в окружающую среду в результате аварии;

• радионуклидный состав аварийного выброса;

• метеорологические условия в момент радиоактивного выброса;

• расстояние от источника аварийного выброса до населенных пунктов;

• гидрологические и почвенные характеристики местности, вовлеченной в аварийную ситуацию;

• характер сельскохозяйственного использования территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению;

• условия водоснабжения и питания населения, а также характер его трудовой деятельности;

• плотность населения и характер застройки территории, подвергшейся воздействию радиоактивных осадков;

• время, прошедшее с момента радиационной аварии.

Радиационные аварии на АЭС могут сопровождаться как однократным (кратковременным), так и многократными (продолжительными) выбросами радионуклидов в окружающую среду.

При однократном выбросе радионуклидов в атмосферу, как правило, необходима радиационная защита населения по ходу радиоактивного облака.

При многократных и продолжительных выбросах радиоактивному заражению может подвергнуться значительная территория. При этом необходимо проведение крупномасштабных мероприятий по радиоактивной защите населения.

Картина заражения местности может меняться под воздействием атмосферных явлений. Непостоянство, а также аномальность метеоусловий приводят к не равномерному (пятнистому) радиоактивному загрязнению территории, при котором в относительно чистых районах могут встречаться участки с высокой плотностью загрязнения. В загрязненных же районах могут находиться относительно чистые участки местности.

Гидрологические и почвенные характеристики территории могут оказывать существенное влияние на формирование радиационной обстановки.

Использование под сельскохозяйственные работы территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению, влияет на накопление радионуклидов в растениях и сельскохозяйственных животных, что, в свою очередь, обусловливает уровень поступления радионуклидов в организм человека.

Уровень радиационного воздействия на население, а также доза внутреннего облучения в значительной мере зависят от водоснабжения и питания.

Вследствие возможного поверхностного, а затем и структурного загрязнения, пищевые продукты следует рассматривать как потенциально опасные в отношении внутреннего облучения населения.

Сельскохозяйственные продукты, производимые на загрязненной территории, в различной степени подвергаются радиоактивному загрязнению. Значительнее всего загрязнены молоко и молочнокислые продукты. Высокий уровень радиоактивности может иметь молоко вследствие попадания в организм крупного рогатого скота радионуклидов с кормом. Овощи играют меньшую роль в процессе инкорпорации радионуклидов человеком, т. к. поверхностное загрязнение удаляется при санитарной и кулинарной обработке, а структурное их загрязнение незначительное. Еще меньшее значение имеют фрукты, накапливающие радионуклиды в отдельные периоды после аварии и в незначительном количестве.

Все остальные продукты, производимые на загрязненной территории, должны подвергнуться радиационному контролю в связи с возможным накоплением радионуклидов в количестве, превышающем временно допустимый уровень.

В результате аварии на АЭС при выбросе радионуклидов в атмосферу образуется облако или факел. В процессе его распространения происходит рассеивание содержащихся в нем радиоактивных продуктов, т.е. загрязнение воздушного бассейна, что обусловливает внешнее облучение населения от проходящего облака (факела), а также поступление радионуклидов в организм за счет вдыхания радиоактивных аэрозолей.

Оседание радиоактивных аэрозолей из облака (факела) на поверхность земли и открытых водоемов создает радиоактивное загрязнение местности, а также человека. Это приводит к внешнему облучению от радиоактивных веществ, осевших на почву, а также контактному облучению за счет радиоактивного загрязнения одежды и открытых участков тела. Выпавшие радионуклиды включаются в обменные процессы, что приводит к их накоплению в организме и последующей миграции по пищевым цепям.

На зараженной РВ местности люди подвергаются облучению гамма-излучением и воздействию радионуклидов, попавших на кожу, слизистые оболочки и во внутрь организма. К ближайшим последствиям, непосредственно связанным с воздействием ионизирующего излучения, относят лучевые поражения – острую лучевую болезнь, радиационные поражения кожи, слизистых оболочек, критических органов и систем организма.

Методика оценки радиационной обстановки при аварии на АЭС подробно изложена в пособии для студентов «Оценка обстановки в чрезвычайных ситуациях».

2. Особенности заражения внешней среды радионуклидами при аварии на аэс.

При аварии на АЭС заражение внешней среды радионуклидами может продолжаться сутки и более. Возможны повторные выбросы РВ в окружающую среду (до укрытия реактора).

При однократном выбросе радиоактивных веществ из аварийного реактора и устойчивом ветре движение радиоактивного облака происходит в одном направлении. Складывающаяся при этом радиационная обстановка не столь сложная как при многократном или растянутом во времени выбросе радиоактивных веществ и резко меняющихся метеорологических условиях.

След радиоактивного облака, формирующийся в результате выпадения радиоактивных веществ на поверхность земли при однократном выбросе, имеет вид эллипса. На территории следа условно выделяют зоны радиоактивного загрязнения (М, А, Б, В, Г), характеризующиеся мощностью дозы излучения на 1 час после аварии и дозами излучения на внешней и внутренней границах каждой зоны за первый год с момента аварии.

Характеристика зон радиоактивного загрязнения при аварии на аэс

Наименование зоны	Индекс зоны	Доза излучения за 1-йгод после аварии, рад			Мощность дозы ч/з 1час после аварии, рад/час
		На внешней границе	На внутренней границе	В середине зоны	На внешней границе	На внутренней границе
Радиационной опасности Умеренного загрязнения Сильного загрязнения Опасного загрязнения Чрезвычайно опасного загрязнения	М А Б В Г	5 50 500 1500 5000	50 500 1500 5000 -	16 160 866 2740 9000	0,014 0,140 1,4 4,2 14	0,140 1,4 4,2 14 -

Высота подъема облака РВ незначительная (до 3 - 4 км), и имеется тенденция к довольно длительному сохранению радионуклидов в приземном слое атмосферы (газы, аэрозоли, мелкие частицы). Поэтому возможно облучение людей в высокой дозе при вдыхании зараженного воздуха. Особую опасность при этом представляет радиоактивный J¹³¹, период полураспада которого составляет 8,5 суток. В первые сутки после радиоактивного выброса и при повторных пиках выбросов радиоактивного J¹³¹, радиоактивных газов и мелкодисперсных аэрозолей твердых компонентов, ингаляционным путем в организм может попасть существенно больше РВ, чем при ядерном взрыве.

Радионуклиды, поступившие во внешнюю среду при аварии на АЭС, представляют собой химически чистые, мелкодисперсные продукты, обладающие способностью плотного сцепления с поверхностями предметов, особенно металлических, сорбироваться на одежду и кожные покровы, проникая вглубь пор тканей одежды, во входы потовых и сальных желез кожи человека, а также легче проникают через респираторы и противогазы. Это затрудняет санитарную обработку и дезактивацию.

На распространение радионуклидов может существенно повлиять изменение направления ветра в ходе длительного выброса, как это имело место при аварии на Чернобыльской АЭС. Дождь может значительно увеличить количество выпадающих, в той или иной зоне осадков, радионуклидов. Изотопный состав выброшенных продуктов существенно зависит от типа реактора, времени его эксплуатации, от вида аварии. Общим для всех аварийных выбросов является относительно большое содержание в них "старых", долгоживущих осколков деления. Опасность этих продуктов при внутреннем и наружном заражении значительно больше опасности "молодых" продуктов ядерного взрыва, и спад степени радиоактивного заражения местности и объектов, а также уровней радиации за счет естественного распада происходит значительно медленнее.

После аварии на АЭС при многократном или растянутом во времени выбросе происходит неравномерное заражение местности, обычно возникают участки в виде отдельных пятен с различными уровнями радиации и степенью заражения радионуклидами.

Территория, подвергшаяся такому радиоактивному загрязнению, делится на зоны:

1-я зона - отчуждения. Плотность загрязнения почвы долгоживущими изотопами цезия более 40 Ки/км², либо стронция более 10 Ки/км², с загрязнением по гамма излучению свыше 20 мр/ч.

2-я зона - безусловного (обязательного) отселения - территория с плотностью загрязнения почвы изотопами цезия 15 - 40 Ки/км², либо стронция 3 - 10 Ки/км², с загрязнением по гамма излучению 8 - 10 мр/ч, где эффективная эквивалентная доза облучения человека может превышать 1 мЗв (0,1 бэр) в год сверх дозы, которую он получил в до аварийный период.

3-я зона - гарантированного добровольного отселения - территория с плотностью загрязнения почвы изотопами цезия 5 - 15 Ки/км², либо стронция 0,15 - 3 Ки/км², с загрязнением по гамма излучению 3 - 5 мр/ч, где эффективная эквивалентная доза облучения человека может превышать 1 м3в (0,1 бэр) в год сверх дозы, которую он получил в до аварийный период.

4-я зона - усиленного радиоэкологического контроля - это территория с плотностью загрязнения почвы изотопами цезия 1-5 Ки/км², либо стронция 0,02 - 0,15 Ки/км², где эффективная эквивалентная доза облучения человека не должна превышать 1 мЗв (0,1 бэр) в год сверх дозы, которую он получил в до аварийный период.

Условием проживания и трудовой деятельности населения без ограничения является получение дополнительной дозы, не превышающей 1 мЗв (0,1 бэр) в год. Въезд в зоны отчуждения и безусловного (обязательного) отселения для постоянного проживания запрещается. Проживание населения в этих зонах разрешается только после завершения дезактивации.